毕业设计（论文）-花生播种覆膜机设计

本科生毕业设计（论文）花生播种覆膜机学院：年级：专业：学生姓名：指导老师一：指导老师二：本科生毕业设计（论文）摘要此次论文研究的内容是农业设备花生播种覆膜机。21世纪农业设备发展的很快，很多新的农业设备越来越自动化，古老的人工种植逐渐被高科技农业设备代替。其中一种不得不提的重要的农业设备便是播种机，在许许多多研究人员的努力下，播种机不断的进化升级，越来越好用便民，大大的提升了播种的工作效率和存活率。本篇论文主要是针对小颗粒种子（像花生般大小）播种与覆膜而设计的农业设备，因此就用花生播种来作为对象，其他小颗粒种子也可以用本设备。花生播种覆膜机的牵引动力源于拖拉机或者农业用车，保证了设备的工作平稳，车轮轴装配的滚动，让扭矩经过第一级链条、第二级链条、第三级链条、同步带轮后，带动花生播种装置里面的花生漏槽转动，从而使花生有规律的下落到地上。花生播种装置下方的翻土铲将土地疏松，便于花生掩埋。该设备主要有弹性可旋转牵引机构，架子，链轮链条同步带传动机构，槽轮播种机构，以及翻铲覆土机构，可拆卸覆膜机构等组成，其中播种装置和覆膜装置是该设备的最重要装置。播种装置采用的是外槽轮式，花生漏槽转动时，使储存室里的花生有规律的下落到疏松好的下方地上。关键词：播种机；花生播种装置；弹性可旋转牵引装置；覆膜装置；翻铲覆土AbstractThe

research

content

of

this

paper

is

agricultural

equipment

peanut

sowing

and

film

mulching

machine.

With

the

rapid

development

of

agricultural

equipment

in

the

21st

century,

many

new

agricultural

equipment

are

becoming

more

and

more

automatic,

and

the

ancient

artificial

planting

is

gradually

replaced

by

high-tech

agricultural

equipment.

One

of

the

important

agricultural

equipment

that

must

be

mentioned

is

the

planter.

With

the

efforts

of

many

researchers,

the

planter

continues

to

evolve

and

upgrade,

making

it

more

and

more

convenient

for

people,

which

greatly

improves

the

work

efficiency

and

survival

rate

of

sowing.

This

paper

is

mainly

aimed

at

the

agricultural

equipment

designed

for

the

sowing

and

film

covering

of

small

particle

seeds

(the

size

of

peanut).

Therefore,

peanut

sowing

is

used

as

the

object,

and

other

small

particle

seeds

can

also

use

this

equipment.

The

traction

power

of

the

peanut

sowing

and

film

covering

machine

comes

from

the

tractor

or

agricultural

vehicle,

which

ensures

the

stable

operation

of

the

equipment.

The

rolling

of

the

wheel

shaft

assembly

makes

the

torque

pass

through

the

first

level

chain,

the

second

level

chain,

the

third

level

chain

and

the

synchronous

belt

wheel

to

drive

the

flower

leakage

groove

in

the

peanut

sowing

device

to

rotate,

so

as

to

make

the

peanut

fall

to

the

ground

regularly.

The

soil

plough

under

the

peanut

sowing

device

loosens

the

soil

and

is

convenient

for

the

burial

of

peanuts.

The

equipment

is

mainly

composed

of

elastic

rotatable

traction

mechanism,

rack,

sprocket

chain,

synchronous

belt

transmission

mechanism,

grooved

wheel

sowing

mechanism,

shovel

covering

mechanism

and

removable

film

covering

mechanism,

among

which

the

sowing

device

and

film

covering

device

are

the

most

important

devices

of

the

equipment.

The

sowing

device

adopts

the

outer

groove

wheel

type.

When

the

peanut

leakage

groove

rotates,

the

peanut

in

the

storage

room

falls

regularly

to

the

loose

ground

below.KeyWords:Peanut

seeding

device;Elastic

rotatable

traction

device;Laminating

device;Shovel

turns

the

soil;目录第1章引言 21.1研究的背景和意义 21.1.1研究的背景 21.1.2研究的目的 31.1.3研究的内容 3第二章总体方案设计 42.1播种覆膜机的类型 42.2播种覆膜机的基本结构 42.3花生播种覆膜机的总配置 62.3.1花生播种装置的参数设计 62.3.2其他参数设计 62.3.3覆膜装置的设计 82.3.4花生储存室的设计 8第三章传动设计 93.1各级链轮链条的链数参数与传动比 93.2本次计算的功率 103.3链条的型号和节距选择 113.4链节数和各级两链轮之间中心距 113.5链速和确定润滑方式 123.6计算压轴力FP 123.7有关链轮的计算 12第四章结论 14参考文献 15致谢 16第1章引言随着21世纪经济的迅速发展，我们的生活质量也在不断的得到提高,大家不仅仅只关注温饱问题，对于身体的健康和日常生活中食物的营养成分也更加在意。人们开始更喜欢不易肥胖的植物油。作为一个人口大口，仅仅依靠进口植物油远远不够，花生是最主要且富含植物油的农业物，它出油率很高，而且对种植土壤要求较低，容易存活。在现代农业种植中，播种机起到了十分关键的作用。农作物的播种随着季节的变化而变化，因此，每一种作物的播种期很短而且必须在对应季节气候里完成，否则将会影响农作物的生长。根据这些难题，花生播种机的研究设计诞生，使得可以进行快速均匀的播种，种子便可以分布均匀，养分便可以充足，大大的提高了播种的速度和质量1.1研究的背景和意义1.1.1研究的背景进入21世纪以后，为了实现农业现代化机械化作业的需求，我国加大了研发播种机的力度。最主要的是对于玉米播种机、高粱播种机、花生播种机等。在过去的时候，花生的播种主要是人工播种。锄头挖地开槽、用手数着几颗几颗的撒种子、最后施肥和再覆土，这一流程的原始方式，一天下来一个人才种好几亩，不但播种的效率非常低、还会因为人的劳累和体力等因素导致播种不均匀，施肥不均匀等，效率和收益不高；有些地方虽然也使用了农业机械设备播种花生，但是因为花生农业机械设备发展还不够壮大，人们的相对应的农业设备知识不够，以及对科学合理的农业种植知识学习不够，所以导致即便使用了播种机械，依然所种植的花生苗存活，产量还是远远达不到。有些地方属于高原，当时的播种机较大较重，环境因素也致使了花生不能大面积种植下去。就是在这样的农业种植业背景下，我们国家决定开始大力研发和生产新型的花生播种机。我国大方向上主要研发大中型花生播种机，大、中型花生播种机适合在平原地段大面积的播种，在平原上花生播种机的播种速度、播种效率高，平原上使用大中型花生播种机满足了人们大面积种植花生的需求。近年来，非平原地区的人们也想拥有一台小型的花生播种机，所以，不仅仅只研究出大型播种机就可以了，所以此次论文就来设计一台重量轻、体积小、容易携带移动拆卸的花生播种机，满足高原地区的人们也使用上花生农业播种机的愿望。1.1.2研究的目的随着21世纪时代的进步和发展，我国人民的生活质量和水平也在不断的得到大大的改善，但是人们不仅仅满足于此了，人们对绿色有机的高质量农产品需求也在正比例的蓬勃发展，然而我国的农业机械化生产发展相对其他欧美国家而言是发展的比较缓慢的。通过网上查资料对花生播种机的详细全面的了解后，在现实生活中实际中的花生播种中，只有一些少数的部分地区实现了花生播种的机械化生产，因此，一大部分地区的土地利用率下降了。而早点研发出来一种能够适应不同地区的人们需求的花生播种机械设备，是一个对于农业相当重要的课题，因为这既可以提高农业生产播种效率也可以提高农业生产效率，还能缓解劳动人民体力劳动效率不高又劳累的生活压力。此次研究设计的这款花生播种覆膜机，既能大大的降低生产成本，也能提高农产品存活率，使得劳动人们摆脱传统播种作业带来的劳累。1.1.3研究的内容确定主要研究内容如下：1.以花生播种覆膜机为设计对象，对花生播种覆膜机进行总体的设计。2.进行链轮链条传动系统、花生播种装置、覆膜装置件的设计。3.用CAD、Solidworks或者UG画好三维模型花生播种覆膜机及零件图。4.对链轮、轴、车轮轴装配等主要零件和机构出二维图。5.设备尾部覆膜装置的三维图设计和组件二维图出图。第二章总体方案设计2.1播种覆膜机的类型表2.1播种机类型类型简介撒播机这种播散机能够使撒出的种子均匀掉落在土地上，从而长出的秧苗能够排列整齐的生长发育。在现实生活中我们经常使用到的撒播机类型为离心式，一般装载在农业用车的尾部，撒播机主要由种子箱和撒播轮组成。种子箱将种子落到撒播轮上，在离心力的作用下沿着切线的轨迹方向撒出。撒播装置还可以安装在农用飞机上，比如农用无人机，撒播机更大范围的提高了播种面积和增加了播种的方法。条播机条播机的工作运动方式为轮旋转，种子由种子箱内的种子杯按设定的种子数量落入沟槽内，然后由覆土铲将其掩埋，这一流程已经取代了古老的人工播种方式。等种子出苗发芽后，也会有规律的排布生长，使秧苗得到相对平均的生长营养，更利于提高收成，更好的提高农作物的产量。穴播机是按设定好的每个穴距播种的农业播种机械设备。每个穴可以播一粒或几粒种子，由农作物决定播几粒种子。主要用于生活中常见的萝卜、油菜、花生、玉米等农作物。每个播种流程可一次性完成开沟、播种、覆土、等流程，省事省力高效。精密播种机精密播种机是以精确的种子播种数量、深度和间距进行播种的机械。既可以节省避免浪费种子，又能免除种子长大出苗后的裁减秧苗流程步骤，挑选优质秧苗的作业时间、从而使每株农作物都能够得到相对均匀的营养成分，更好的提高农作物的产量。联合作业机和免耕播种机联合作业机和免耕播种机就相当于在条播机上增加施肥箱，可以在播种种子的同时完成施肥这一流程。联合作业机，能一次性独立的完成土壤播种前需要的流程比如耕地、施肥料、土壤消毒、开垦排水沟、播种种子、喷洒杀虫剂等多项常规流程。免耕播种机是在上一批农作物收拾完毕后的土地上直接开沟播种，这样的好处是防止已有的土壤营养成分流失，提高土壤的多次利用率，更好的节约自然能源，降低播种生产成本。2.2播种覆膜机的基本结构花生播种机我们要弄懂理解它的原理，现在很多国内外的花生播种农业机械设备会加上一些附带工具，更加很好的让花生播种机帮助人们更有效率的播种花生。21世纪以来世界各地尤其是欧美国家农业机械化程度的不断进步发展，使得花生播种机不断的迭代更新越来越好用，花生播种机开始朝着多功能、效率高、轻便、体积小的方向发展。下面先来大致简单的说明下花生播种机的主要的组成。（1）花生播种机总体架子：架子从头至尾背负着搭载着花生播种机的主要装置。架子通过弹性可旋转牵引头与农业用车连接起来，拖动着整个播种机设备前进。（2）车轮轴装配：车轮轴装配的滚动，让扭矩经过第一级链条、第二级链条、第三级链条、同步带轮后，带动花生播种装置里面的花生漏槽转动，从而使花生有规律的下落到地上。（3）花生播种装置：花生播种装置，由花生储存箱和储存箱内部的漏花生槽轮，以及正下方的翻铲土地工具组成。漏花生槽轮转动，花生漏下掉在翻铲好的土地上并覆土，就完成了播种。（为了更快省时，可以将肥料一起放进储存室）（4）覆膜装置：覆膜装置主要是在播种覆土后由覆膜装置给土地附上薄膜，有利于土地养分的保存和温度保存，更好的留存种子需要的湿度、温度等生存条件。含有压紧薄膜卷筒装置、薄膜卷筒装置等机构。播种机结构如下图：1—车轮轴装配2—弹性可旋转牵引头3—花生播种装置4—翻铲土地5—薄膜卷筒装置6—压紧薄膜卷筒装置7—第一级链条传动8—第二级链条传动9—第三级链条传动图2.1播种机结构图2.3花生播种覆膜机的总配置花生播种覆膜机现在一般和小型拖拉机搭配使用，播种机带有弹性可旋转牵引头。本次设计的播种机一次可以播四垄。2.3.1花生播种装置的参数设计本次设计的花生播种机设备的花生漏槽器属于形状有点类似于矿用链条链轮，当花生漏槽轮转动时，花生便可以落在槽内，转动而掉入地面。漏槽的尺寸大小按照花生种子的外形尺寸来设定，每个漏槽的尺寸一致，保证每个地方掉下得到的种子数量。花生漏槽轮的材料我们选用硬塑料，外径设计为80mm。漏槽形状设计成半球形，球的直径外8mm。图2.2花生漏槽轮图2.3.2其他参数设计翻铲土地器：翻铲土地器的外形如2.1上所示，外形如同犁地铲，因此入土性好，入土深度在在5-20cm。图2.3翻铲土地器行走轮：行走轮行走的同时也会起到镇压土地的作用，行走轮施加给土地的压强要在范围0.35-0.55kg/cm2内比较合适花生的生长。行走轮的外径为300mm；宽度为80mm。图2.4行走轮尺寸图弹性牵引车头上的弹簧弹力：范围在0.35-0.55kgf/cm2，两个行走轮行走一圈和地面的相互接触的总面积可按以下公式计算得出：总面积S=2×2×3.14×150×80=150720mm2。所给接触的地面带来的总压力N=（0.035-0.055）×150720=5275-8290N地面所受的受力图如下：图2.5镇压轮受力图其中：F：弹性牵引车头上的弹簧作用力N：行走轮所接触的地面的总压力AC：弹簧的作用点到支点之间的距离AB：支点到行走车轮轴之间的距离根据三维模型测量得AC=220mmAB=370mm按公式F×AC=N×AB可以得到：Fmin=N×AB÷AC=5275×370÷220=8872N（2.1）又按实际考虑行走轮本身也有自重，所以选用以下表格中的弹簧可满足要求表2.2弹簧参数表弹簧的材料弹簧的线径弹簧工作时的极限载荷Pi65Mn10mm505(N)有效圈数（n）弹簧外径DPt作用下单圈刚度变量Pia4.270mm2.68螺距（P）单圈刚度P/d轴心直径Dmax12.5293.5(N/mm)10mm2.3.3覆膜装置的设计花生在播种后为了更好的生长发育就需要覆膜，以更好的留存种子需要的湿度、温度等生存条件。我们选用农用塑料薄膜，这种薄膜可以提高种子出苗率成长率。此次我们设计的覆膜装置可拆卸，这样可以方便运输，用户也可以选择不覆膜，从而不用购买覆膜装置。农用塑料薄膜的卷筒内径34mm，外径为70mm，卷筒安装位置高于地面130mm左右，使用时有压紧薄膜卷筒装置压着卷筒薄膜，防止覆膜不贴地面。1-压紧薄膜卷筒装置2-覆膜卷筒图2.6覆膜装置2.3.4花生储存室的设计花生储存室设计箱体时要注意让花生漏槽轮和箱体墙壁之间有一定的间隙，此处留有1mm间隙，为了让花生种子可以流畅的掉落到地面上，设计储存室箱体的时候，储存室的下半部分要设计成有一定的斜度，方便花生种子下落时，不容易受伤。此外储存室箱体的材料我们应该选用比较厚的硬塑料，例如ABS材料。图2.7花生储存室箱体传动设计如图2.1总装图截图所示，本次设计的花生播种覆膜机选用的传动方式为链轮链条以及同步带传动。行走轮的滚动，将扭矩经过第一级链条、第二级链条、第三级链条、同步带轮后，带动花生播种装置里面的花生漏槽轮转动，花生便可以落在槽内，转动使花生有规律的下落到地上。链轮链条传动装配示意图如下：图3.1链轮传动示意图3.1各级链轮链条的链数参数与传动比图3.2第一级链条如图3.2所示，我们设定第一级链轮齿数为：Z1=21，z2=21，传动比:i=1图3.308B单排链轮21齿链轮参数表图3.4第二级链条如图3.4所示，我们设定第二级链轮齿数为：Z1=21，z2=13，传动比:i=1.6图3.508B单排链轮13齿链轮参数表图3.6第三级链条如图3.6所示，我们设定第三级链轮齿数为：Z1=13，z2=13，传动比:i=1由此得出，总的传动比i=1×1.6×1=1.6，比较合理。车轮直径为d=300mm,花生漏槽轮直径d=80mm，因此车轮转动一圈，则花生漏槽轮转1.6圈。3.2本次计算的功率通过翻阅机械设计手册查得工况系数KA=1.0，机械设计书中图9-13查得单排主动链轮系数KZ=1.45。本次设计的花生播种覆膜机是搭配小型农用拖拉机，百度一下查得一般的小型农用拖拉机一般的功率14.7kw以下。如图3.7所示：图3.6第三级链条由于播种机较小较轻便，翻铲土地深度才5cm-15cm范围，因此我们选择2.2kw功率比较小的拖拉机即可，则计算功率就是：(3.1)3.3链条的型号和节距选择根据以上计算公式计算得出的结果Pca=3.2kw,因此得出播种机的前进速度约83米每分钟（83000mm/min），因此行走轮的转速n1：n1=83000/2×3.14×150=88r/min(3.2)又因为Pca＜Pc，按照机械设计手册和链轮参数选出本次应该选用的链条型号为08B-2.链条节距P=12.7mm。参数如图3.7所示：图3.7链条型号08B-2参数图3.4链节数和各级两链轮之间中心距第一级链条装配中，按照三维图所量得两个链轮轴之间的距离：a0=362.625mm(3.3)根据链条节数公式计算得出：(3.4)因此我们取链节数量为216（考虑安全余量，链条也可以自由下坠）。链条传动的中心距公式为：(3.5)在公式中，f1为（中心距计算系数），由于第一级两个链轮齿数一样，因此最大中心距公式为：(3.6)通过测量第二级链条传动装配得出a0=241mm,第二级链条a0=250mm。3.5链速和确定润滑方式(3.7)根据计算链速结果0.6和选取的链号08B-2，再查资料机械设计手册，得到该选用滴油润滑方式的结果。3.6计算压轴力FP有效的圆周力计算公式为：(3.8)得出链轮水平布置时的压轴力系数为：KFp=1.15,根据此结果，我们可以得出压轴力FP≈KFpFe=4318N3.7有关链轮的计算链轮的分度圆直径dp，齿顶圆直径da和齿根圆直径df的计算:08B-2链轮21齿分度圆直径公式如下:(3.9)QUOTE08B-2链轮21齿齿顶圆直径公式如下：(3.10)QUOTE08B-2链轮21齿齿根圆直径公式如下：(3.11)QUOTE08B-2链轮21齿齿厚公式如下：QUOTE(3.12)也可通过上面所提供的图片直观看到链轮链条的参数。 结论本次设计主要综合了现有花生播种覆膜机的优缺点进行了改善，通过小型农用拖拉机来牵引带动车轮轴装配转动，行走轮的滚动，将扭矩经过第一级链条、第二级链条、第三级链条、同步带轮后，带动花生播种装置里面的花生漏槽轮转动，花生便可以落在槽内，转动使花生有规律的下落到地上。覆膜装置设置在设备尾部，可以对前方已经播种的土地进行覆膜，使所设计的花生播种覆膜机具有作业效率高，设计制造简单，成本低等特点，覆膜装置有利于土地养分的保存和温度保存，更好的留存种子需要的湿度、温度等生存条件。本次设计的小型农用花生播种覆膜机，大大解决了手工播种速度慢的问题，人工播种播种花生还要进行覆膜一些列工作，工序繁杂，花生播种覆膜机的出现，集播种覆膜一体化，在播种的同时又进行了覆膜，既节约了时间，又省了劳动力；在未来花生播种覆膜机的前景很广泛，从人工到小型播种机到小播种覆膜机再到大型播种覆膜机，甚至以后还会出现人工智能播种覆膜机，只需动动手，就解决了花生的播种问题。参考文献[1]胡霞.播种机械的历史与发展[J].农业机械,2008,(29):49-50.[2]杨丽,颜丙新,张东兴,张天亮,王云霞,崔涛.玉米精密播种技术研究进展[J].农业机械学报,2016,(11):38-48.[3]冯晓静,杨欣,桑永英,李建平,刘洪杰,周剑.玉米精密播种机械发展现状[J].江苏农业科学,2010,(04):422-424.[4]花生收获机械的研究现状与发展趋势[J].尚书旗,王方艳,刘曙光,赵忠海,王建春.农业工程学报.2004(01)[5]张培增.农业机械技术问答(续5)[J].当代农机,2008,(07):61-62.[6]冯晓静,杨欣,周剑,桑永英勺轮式玉米精密播种机的设计[J].农机化研究,2012,(12):108-110+114.[7]2BMK―1/3型穴播式铺膜播种机的设计与试验[J].张世杰.中国农机化学报.2013(04):36-46.[8]播种器播种均匀性分析研究[J].冯晓静,刘俊峰,杨欣,吴晓萍.河北农业大学学报.2003(01)8[9]倾斜圆盘勺式精密播种器充种过程的种子运动分析[J].何波,李成华,张家峰.沈阳农业大学学报.2009(02):35-48.[10]宋林平,韩金声.铧式玉米免耕播种机种床开沟器的研究[J].河北农业技术师范学院学报,1995,(0